W okresie dwudziestolecia międzywojennego badań i gruntownej konserwacji obrazu podjął się prof. Jan Rutkowski. W latach 1925–1926 usunął on nałożone wcześniej olejne farby, sadzę z twarzy Matki Bożej i Pana Jezusa, 28 mosiężnych gwiazdek oraz ślady gwoździ, którymi były przybite do deski celem umocnienia sukienek. Oczyścił także deski od robactwa i ubytków na skutek próchnienia oraz zdjął z odwrocia obrazu wspomniane wcześniej malowidło z 1705, nakleił je na oddzielną deskę lipową, po czym przytwierdził do obrazu. W ten sposób powstał tzw. Zaplecek, który później w 1980 został odłączony od obrazu i obecnie jest eksponowany w jasnogórskim Muzeum 600-lecia.
W latach II wojny światowej obraz znajdował się w ukryciu, pod jednym z blatów stołowych w bibliotece klasztornej. Po wojnie wymagał kolejnej renowacji, dokonanej przez konserwatora prof. Rudolfa Kozłowskiego. W latach 1948–1952 przeprowadzono badania najnowocześniejszymi metodami: prześwietlono obraz promieniami rentgenowskimi, badano go pod mikroskopem, wykorzystując kryteria mikropaleontologiczne i mineralogiczne, przeprowadzono także ocenę technologiczną i artystyczno-formalną. Po śmierci prof. Kozłowskiego w 1979 opiekę powierzono komisji konserwatorskiej w składzie: ks. Janusz Pasierb, Hanna Jędrzejewska i ks. Stanisław Tomaszkiewicz oraz konserwatorowi prof.